畢業(yè)設(shè)計----三菱三層電梯控制

1、<p><b>　　畢</b></p><p><b>　　業(yè)</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計</b></p><p>　　題目：《三菱三層電梯控制》</p><p><

2、;b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 概述</b></p><p>　　第二章 可編程控制器簡介 </p><p>　　2.1 可編程控制器的特點</p><p>　　2.2 PLC的控制功能</p><p>　　第三章 可編程控制器梯形

3、圖編程規(guī)則 </p><p>　　第四章 基本指令簡介 </p><p>　　第五章 電梯控制系統(tǒng) </p><p>　　5.１?。校蹋迷陔娞菘刂浦械膽?yīng)用</p><p>　　5.. 2 電梯控制的模擬面板圖</p><p>　　第六章 可編程控制器的安裝和維護(hù) </p><p><b

4、>　　第七章 附錄 </b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　第一章 概 述</p><p>　　可編程控制器是以微處器為核心，綜合計算機技術(shù)、自動控制和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動控制裝置。經(jīng)過30多年的發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)中獲得極其廣泛的應(yīng)用。目前，可編程控制器成為工業(yè)自動化領(lǐng)域

5、中最重要、應(yīng)用最多的控制裝置，居工業(yè)生產(chǎn)自動化三大支柱（可編程控制器、機器人、計算機輔助設(shè)計與制造）的首位。其應(yīng)用的深度和廣度成為衡量一個國家工業(yè)自動化程度高低的標(biāo)志。</p><p><b>　　可編程控制器的定義</b></p><p>　　早期的可編程控制器主要是用來替可編程控制器（Programmable Controller）縮寫為PC ，為了與個人計算機的

6、PC（Personal Computer）相區(qū)別，有時在PC中人為地增加L而寫成PLC。</p><p>　　自1969年第一臺可編程控制器面世以來，經(jīng)歷了30多年的發(fā)展，可編程控制器已經(jīng)成為一種最重要、最普及、應(yīng)用場合最多的工業(yè)控制器，可以說只有可編程控制器才是真正的工業(yè)控制計算機。初期可編程控制器只是用于邏輯控制器，用于代替繼電控制盤，但現(xiàn)在可編程控制器已進(jìn)入包括過程控制、位置控制等場合的所有控制領(lǐng)域?，F(xiàn)在可

7、編程控制器繼續(xù)保留了原來邏輯控制器的所有優(yōu)點，同時它吸收發(fā)展了其它控制器（如過程儀表、計算機、集散系統(tǒng)、分散系統(tǒng)等）的優(yōu)點，在許多場合只需可編程控制器即可構(gòu)成包括邏輯控制、過程控制、數(shù)據(jù)采集及控制和圖形工作站的經(jīng)濟合算、體積小巧、設(shè)計調(diào)試方便的綜合控制系統(tǒng)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)控制、PLC控制、控制指令、智能、計算機、機器人等。</p><p>　　可編程控制器是采用微機技術(shù)

8、的通用工業(yè)自動化裝置，近幾年來，在國內(nèi)已得到迅速推廣普及。正改變著工廠自動控制的面貌，對傳統(tǒng)的技術(shù)改造、發(fā)展新型工業(yè)具有重大的實際意義。</p><p>　　可編程控制器是60年代末在美國首先出現(xiàn)的，當(dāng)時叫可編程邏輯控制器，目的是用來取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計時、計數(shù)等順序控制功能。其基本設(shè)計思想是把計算機功能完善、靈活、通用等優(yōu)點和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來，控制器的硬件是標(biāo)

9、準(zhǔn)的、通用的。根據(jù)實際應(yīng)用對象，將控制內(nèi)容寫入控制器的用戶程序內(nèi)，控制器和被控對象連接也很方便。</p><p>　　隨著半導(dǎo)體技術(shù)，尤其是微處理器和微型計算機技術(shù)的發(fā)展，到70年代中期以后，已廣泛地使用微處理器作為中央處理器，輸入輸出塊和外圍電路都采用了中、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路，這時的已不再是僅有邏輯判斷功能，還同時具有數(shù)據(jù)處理、調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能。</p><p>　　可編程控

10、制器對用戶來說，是一種無觸點備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝，因此可在初步設(shè)計階段選用可編程控制器，在實施階段再確定工藝過程。另一方面，從制造生產(chǎn)可編程控制器，適合批量生產(chǎn)。它是一個以微處理器為核心的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計，它采用可編程序的存儲器，用以在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時/計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC是微機技術(shù)與傳統(tǒng)的繼

11、電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機械觸點的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用了微處理器的優(yōu)點，又照顧到現(xiàn)場電氣操作維修人員的技能與習(xí)慣，特別是PLC的程序編制，不需要專門的計算機編程語言知識，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學(xué)；調(diào)試與查錯也都很方便。用戶在購到所需的PLC后，只需按說明書的提示，做少量的接線和簡易的用戶程序的編制工作，就可

12、靈活方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。</p><p>　　由于這些特點，可編程控制器問世以后很快受到工業(yè)控制界的歡迎，并得到迅速的發(fā)展。目前，可編程控制器已成為工廠自動化的強有力工具，得到了廣泛的普及推廣應(yīng)用。</p><p>　　第二章 可編程控制器簡介</p><p>　　2.1 可編程控制器的特點 </p><p>　　1.可靠性高，抗

13、干擾能力強</p><p>　　現(xiàn)代PLC采用了集成度很高的微電子器件，大量的開關(guān)動作由無觸點的半導(dǎo)體電路來完成，其可靠程度是使用機械觸點的繼電器所無法比較的。為了保證PLC能在惡劣的工業(yè)環(huán)璄下可靠工作，在其設(shè)計和制造過程中采取了一系列硬件和軟件主面的抗干擾措施。</p><p>　　硬件主面采取的主要措施有：</p><p>　　1、隔離----PLC的輸入、輸出

14、接口電路一般都采用光電耦合器來傳遞信號，這種光電隔措施使外部電路與PLC內(nèi)部之間完全避免了電的聯(lián)系，有效的抑制了外部的干擾源對PLC的影響，還可防止外部強電竄入內(nèi)部CPU。</p><p>　　2、濾波----在PLC電路電源和輸入、輸出(I/O)電路中設(shè)置多種濾波電路，可有效抑制高頻干擾信號。</p><p>　　3、在PLC內(nèi)部對CPU供電電源采取屏蔽、穩(wěn)壓、保護(hù)等措施，防止干擾信號通

15、過供電電源進(jìn)入PLC內(nèi)部，另外各個輸入、輸出（I/O）接口電路的電源彼此獨立，以避免電源之間的互相干擾。</p><p>　　4、內(nèi)部設(shè)置連鎖、環(huán)璄檢測與診斷等電路，一旦發(fā)生故障，立即報警。</p><p>　　5、外部采用密封、防塵、抗振的外殼封裝結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)惡劣的工作環(huán)璄。</p><p>　　在軟件方面采取的主要措施有：</p><p>

16、;　　1、設(shè)置故障檢測與診斷程序，每次掃描都對系統(tǒng)狀態(tài)、用戶程序、工作環(huán)璄和故障進(jìn)行檢測與診斷，發(fā)現(xiàn)出錯后，立即自動做出相應(yīng)的處理，以適應(yīng)惡劣的工作環(huán)璄。</p><p>　　2、對用戶程序及動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行電池后備,以保障停電后有相關(guān)狀態(tài)及信息人不會因此而丟失。</p><p>　　采用以上抗干擾措施后，一般PLC的抗電平干擾強度可達(dá)峰值1000V，脈寬10US，其平均無故障時間可高達(dá)30-

17、50萬小時以上。</p><p><b>　　2、編程簡單易學(xué)</b></p><p>　　PLC采用與繼電器控制線路圖非常接近的梯形圖作為編程語言，它既有繼電器電路清淅直觀的特點，又充分考慮到電氣工人和技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣，對于使用者來說，幾乎不需要專門的計算機知識，因此，易學(xué)易懂，程序改變也容易修改。</p><p>　　3、功能完善，適應(yīng)性

18、強</p><p>　　目前PLC產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和模塊化，不僅具有邏輯運算、計時、計數(shù)、順序控制等功能，還具有A/D、D/A轉(zhuǎn)換、算術(shù)運算及數(shù)據(jù)處理、通信聯(lián)網(wǎng)和生產(chǎn)過程監(jiān)控等功能。它能根椐實際需要，方便靈活地組裝成大小各異、功能不一的控制系統(tǒng)：既可控制一臺單機、一條生產(chǎn)線、以可以控制一個機群、多條生產(chǎn)線；既可以現(xiàn)場控制，以可以遠(yuǎn)程控制。</p><p>　　針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，

19、如交流或直流、開關(guān)量或模擬量、電流或電壓、脈沖或電位、強電或弱電等，PLC都有相應(yīng)的I/O接口模塊與工業(yè)現(xiàn)場控制器件和設(shè)備直接連接，用戶可以根據(jù)需要方便地進(jìn)行配置，組成實用、緊湊的控制系統(tǒng)。</p><p>　　4、使用簡單，調(diào)試維修方便</p><p>　　PLC的接線極其方便，只需將產(chǎn)生輸入信號的設(shè)備（按鈕、開關(guān)等）與PLC的輸入端子連接，將接收輸出信號的被控設(shè)備（如接觸器、電磁閥等）

20、與的輸出端子連接，僅用螺絲刀即可完成全部接線工作。</p><p>　　PLC的用戶程序可在實驗室摸擬調(diào)試，輸入信號用開關(guān)來摸擬，輸出信號可以觀察PLC的發(fā)光二極管。調(diào)試后再將PLC在現(xiàn)場安裝通調(diào)。調(diào)試工作量要比繼電器控制系統(tǒng)少得多。</p><p>　　PLC的故障率很低，并且有完善的自診斷功能和運行故障指示裝置。一旦發(fā)生故障，可以通過PLC機上各種發(fā)光二極管的亮滅狀態(tài)迅速查明原因，排除

21、故障。</p><p>　　5、體積小、重量輕、功耗低</p><p>　　由于PLC的采用半導(dǎo)體大規(guī)模集成電路，因此整個產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊，體積小、重量輕、功耗低，以三菱FXON—24M型PLC為例，其外形尺寸僅為130MM*90MM*87MM，重量只有600G，功耗小于50W所以，PLC很容易裝入機械設(shè)備內(nèi)部，是實現(xiàn)電一體化的理想的控制設(shè)備。</p><p>　　2.

22、1.2 PLC的控制功能</p><p>　　PLC的應(yīng)用范圍極其廣闊，經(jīng)過30多年的發(fā)展，目前PLC已經(jīng)廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、建材、電力、礦山、機械制造、汽車、交通、環(huán)保等各行各業(yè)。幾乎可以說，凡是有控制系統(tǒng)存在的地主就有PLC。概括起來，PLC的應(yīng)用主要有以下5個方面。</p><p><b>　　1、開關(guān)量控制</b></p><p

23、>　　這是PLC最基本原應(yīng)用領(lǐng)域，可用PLC取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實現(xiàn)邏輯控制。在單機控制、多機群控和自動生產(chǎn)線控制方面都有很多成功的應(yīng)用實例，如機床電氣控制、起重機、皮帶運輸機和包裝機械的控制、注塑機的控制、電梯的控制、飲料灌裝生產(chǎn)線、家用電器（電視機、冰箱、洗衣機等）自動裝配線的控制、汽車、化工、造紙、軋鋼自動生產(chǎn)線的控制等。</p><p><b>　　2、模擬量控制</b>

24、</p><p>　　目前，很多PLC都具有模擬量處理功能在，通過模擬量I/O模塊可對溫度、壓力、速度、流量等連續(xù)變化的模擬量進(jìn)行控制，而且編程和使用都很方便。大、中型的PLC還具有PID閉環(huán)控制功能。運用PID子程序或使用專用的智能PID模塊，在以實現(xiàn)對模擬量的閉環(huán)過程控制。隨著PLC規(guī)模的擴大，控制的回路已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)各個行業(yè)，例如自動焊機控制、鍋爐運行控制、連軋機的速度和位置等都是典型的閉環(huán)過程控制的

25、應(yīng)用場合。</p><p><b>　　3、運動控制</b></p><p>　　運動控制是指PLC對直線運動或圓周運動的控制，也稱為位置控制，早期PLC通過開關(guān)量I/O模塊與位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu)的連接來實現(xiàn)這一功能，現(xiàn)在一般都使用專用的運動控制模塊來完成。目前，PLC的運動控制功能廣泛應(yīng)用在金屬切削機床、電梯、機器人等各種機械設(shè)備上，典型的如PLC和計算機數(shù)控裝置(

26、CNC)組合成一體，構(gòu)成先進(jìn)的數(shù)控機床。</p><p><b>　　4、數(shù)據(jù)處理</b></p><p>　　現(xiàn)代PLC都具有不同程度的數(shù)據(jù)處理功能，能夠完成數(shù)學(xué)運算（函數(shù)運算、矩陣運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)的移位、比較、傳遞、數(shù)值的轉(zhuǎn)換和查表等操作，對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析和處理。數(shù)據(jù)處理通常用在大、中型控制系統(tǒng)中，如柔性制造系統(tǒng)、機器人的控制系統(tǒng)等。</p>

27、<p><b>　　5、通信聯(lián)網(wǎng)</b></p><p>　　通信聯(lián)網(wǎng)是指PLC 與PLC 之間PLC 與上位計算機或其他智能設(shè)備間的通信，利用PLC和計算機的RS—232或RS—422接口、PLC的專用通信模塊，用雙絞線和同軸電纜或光纜將它們聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，可實現(xiàn)相互間的信息交換，構(gòu)成“集中管理，分散控制”的多級分布式控制系統(tǒng)，建立工廠的自動化網(wǎng)絡(luò)。</p><

28、p>　　2、2 PLC 系統(tǒng)的組成及功能</p><p>　　PLC 是一種以微處理器為核心的工業(yè)通用自動控制裝置，其實質(zhì)是一種工業(yè)控制用的專用計算機。因此，它的組成與一般的微機計算機基本相同，也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。</p><p>　　1、2、1 PLC的硬件系統(tǒng)</p><p>　　PLC 的硬件系統(tǒng)由基本單元、I/O擴展單元及外部

29、設(shè)備組成。圖1—1所示為PLC 的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。</p><p>　　圖1—1 PLC 的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　1、微處理器（CPU）</p><p>　　與通用計算機一樣，CPU是PLC的核心部件，在PLC 控制系統(tǒng)中的作用類似于人體的神經(jīng)中樞，整個PLC 工作過程都是在CPU的統(tǒng)一指揮和協(xié)調(diào)下進(jìn)行的。它的主要功能有以下幾點：</p&g

30、t;<p>　　1、接收從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)，送入存儲器存儲，</p><p>　　2、用掃描方式接收輸入設(shè)備的狀態(tài)信號，并存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)（輸入映像寄存器）；</p><p>　　3、監(jiān)測和診斷電源、PLC 內(nèi)部電路工作狀態(tài)和用戶程序編程過程中的語法錯誤;</p><p>　　4、執(zhí)行用戶程序，完成各種數(shù)據(jù)的運算、傳遞和存儲等功能;</

31、p><p>　　5、根據(jù)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，刷新有關(guān)標(biāo)志們的狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存器表的內(nèi)容，以實現(xiàn)輸出控制、制表打印或數(shù)據(jù)通信等功能。</p><p><b>　　2、存儲器</b></p><p>　　PLC 配有兩種存儲器：系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。系統(tǒng)存儲器存放在程序，用戶存儲器用來存放用戶編制的控制程序。常用的存儲器類型有CMOS RAM、EPRO

32、M和EEPROM。</p><p>　　因為系統(tǒng)程序用來管理PLC系統(tǒng)，不能由用戶直接存取，所以，PLC 產(chǎn)品樣本或說明書中所列的存儲器類型及其容量，系指用戶程序存儲器而言。如FX2—24M的存儲器容量在4K步，即是指用戶程序存儲器的容量。</p><p>　　PLC 所配的用戶存儲器的容量大小差別很大，通常中小型PLC 的用戶存儲器存儲器容量在8K步以下，大型PLC 的存儲容量可達(dá)到或超

33、過256K步。</p><p>　　3、輸入\輸出(I/O)部件</p><p>　　PLC 輸入/輸出模塊的電路框圖如圖1—2所示。</p><p>　　I/O接口是PLC與輸入/輸出設(shè)備連接的部件。輸入接口接受輸入設(shè)備（如按鈕、傳感器、觸點、行程開關(guān)等）的控制信號。輸出接口是將主機經(jīng)處理后的結(jié)果通過功放電路去驅(qū)動輸出設(shè)備（如接觸器、電磁閥、指示燈等）。I/O接口

34、一般采用光電耦合電路，以減少電磁干擾，從而提高了可靠性。I/O點數(shù)即輸入/輸出端子數(shù)是PLC的一項主要技術(shù)指標(biāo)，通常小型機有幾十個點，中型機有幾百個點，大型機將超過千點。</p><p>　　為了提高抗干擾能力，一般的輸入/輸出模塊都有光電隔離裝置。在數(shù)字量I/O模塊中廣泛采用發(fā)光二極管和光電三極管組成的光電耦合器，在模擬量I/O模塊中通常采用隔離放大器。</p><p>　　來自工業(yè)生產(chǎn)

35、現(xiàn)場的輸入信號經(jīng)輸入模塊進(jìn)入PLC。這些信號有的是數(shù)字量，有的是模擬量，有的是直流信號，有的是交流信號。使用時要根據(jù)輸入信號的類型選擇合適的輸入模塊。</p><p>　　PLC具有多種I/O模塊，常見的有數(shù)字量I/O模塊和模擬量I/O模塊，以及快速響應(yīng)模塊、高速計數(shù)模塊、通信接口模塊、溫度控制模塊、中斷控制模塊、PID控制模塊和位置控制模塊等種類繁多、功能各異的專用I/O模塊和智能I/O模塊。I/O模塊的類型、

36、品種與規(guī)格越多，PLC系統(tǒng)的靈活性越好，I/O模塊的I/O容量越大，PLC系統(tǒng)的適應(yīng)性越強。</p><p>　　圖1—2 I/O接口電路結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　A ) 輸入接口 B ) 輸出接口 </p><p><b>　　4、電源部件</b></p><p>　　PLC配有開關(guān)式穩(wěn)壓電源的電源模塊，用來將外

37、部供電電源轉(zhuǎn)換成供PLC內(nèi)部的CPU、存儲器和I/O接口等電路工作所需的直流電源。PLC的電源部件有很好的穩(wěn)壓措施，因此對外部電源的穩(wěn)定性要求不是很高，一般允許外部電源電壓的額定值在+10%-15%的范圍內(nèi)波動。小型PLC的電源往往和CPU單元合為一體，大中型PLC都有專用電源部件。</p><p><b>　　5、編程器</b></p><p>　　編程器是PLC的

38、最重要的外圍，也是PLC不可缺少的一部分。它不僅可以寫入用戶程序，還可以對用戶程序進(jìn)行檢查、修改和調(diào)試，以及在以線監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)。它通過接口與CPU聯(lián)系完成人機對話。編程器是PLC的一種主要的外部設(shè)備，用于手持編程，用戶可用以輸入、檢查、修改、調(diào)試程序或監(jiān)示PLC的工作情況。除手持編程器外，還可通過適配器和專用電纜線將PLC與電腦聯(lián)接，并利用專用的工具軟件進(jìn)行電腦編程和監(jiān)控。</p><p>　　編程器一般

39、分為簡易編程器和圖形編程器兩類。簡易編程器功能較少，一般只能用語名表形式進(jìn)行編程，通常需要連機工作。簡明編程器使用時直接與PLC的專用插座相連接，由PLC提供電源。它體積小，重量輕，便于攜帶，適合小型PLC使用。圖形編程器既可以用指令語句進(jìn)行編程，又可以用梯形圖編程，既可以連機編程又可以脫機編程，操作方便，功能強，有液晶顯示的便攜式和陰極射線式丙種。圖形編程器還可以與打印機、繪圖儀等設(shè)備連接，但價格相對較高。通常大中型PLC多采用圖形編

40、程器。</p><p><b>　　6其他外部設(shè)備</b></p><p>　　PLC還配有生產(chǎn)廠家提供的其他一些設(shè)備，如外部存儲器、打印機、EPROM等。</p><p><b>　　7、I/O擴展單元</b></p><p>　　I/O擴展單元用來擴展輸入、輸出點數(shù)。當(dāng)用戶所需的輸入、輸出點數(shù)超

41、過PLC基本單元的輸入、輸出點數(shù)時，就需要加上I/O擴展單元來擴展，以適應(yīng)控制系統(tǒng)的要求。</p><p>　　2.2.3 PLC的軟件系統(tǒng)</p><p>　　硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成了一個完整的PLC系統(tǒng)，它們相輔相成，缺一不可。沒有軟件的PLC系統(tǒng)稱為裸機系統(tǒng)，不起任何作用，猶如無米之鍋。反之沒有硬件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)也失去了基本的外部條件，程序根本無法運行。</p>&l

42、t;p>　　2.2.4 PLC的性能指標(biāo)</p><p>　　PLC的主要性能，一般可用以下幾種指標(biāo)表述。</p><p>　　1、 用戶程序存儲容量</p><p>　　用戶程序存儲是衡量PLC 存儲用戶的一項指標(biāo)，通常以字為單位表示。每16位相鄰的二進(jìn)制數(shù)為一個字，1024個字為1K字，對于一般邏輯操作指令，每條指今占1個字，定時/計數(shù)、移位指今每條占2個

43、字，數(shù)據(jù)操作指令每條占2—4個字。有些PLC是以編程的步數(shù)來表示用戶程序存儲容量的，每條指令包含若干步，一步占用一個地址單元，一個地址單元為兩個字節(jié)。</p><p>　　2、 I/O 總點數(shù)</p><p>　　I/O總點數(shù)是PLC可接收輸入信號和輸出信號的數(shù)量。PLC的輸入和輸出量有開關(guān)量和模擬量兩種。對于開關(guān)量，其I/O總點數(shù)用最大I/O點數(shù)表示，對于模擬量，I/O總點數(shù)用最大I/O

44、通道表示。</p><p>　　FX系列基本單元和擴展單元</p><p>　　2.2.5 PLC的工作原理</p><p>　　PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在PLC運行時，CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環(huán)掃描，如無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束。

45、然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。</p><p>　　PLC的掃描一個周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。</p><p>　　PLC在輸入采樣階段：首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其寫入各對應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。隨即關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程

46、序執(zhí)行階段。</p><p>　　PLC在程序執(zhí)行階段：按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，經(jīng)相應(yīng)的運算和處理后，其結(jié)果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。</p><p>　　輸出刷新階段：當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過一定的方式（繼電器、晶體管或晶閘管）輸出，驅(qū)動相應(yīng)輸出設(shè)備工作。<

47、/p><p>　　第五章　可編程控制器梯形圖編程規(guī)則</p><p><b>　　編程元件</b></p><p>　　PLC是采用軟件編制程序來實現(xiàn)控制要求的。編程時要使用到各種編程元件，它們可提供無數(shù)個動合和動斷觸點。編程元件是指輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、定時器、計數(shù)器、通用寄存器、數(shù)據(jù)寄存器及特殊功能繼電器等。</p>

48、<p>　　PLC內(nèi)部這些繼電器的作用和繼電接觸控制系統(tǒng)中使用的繼電器十分相似，也有“線圈”與“觸點”，但它們不是“硬”繼電器，而是PLC存儲器的存儲單元。當(dāng)寫入該單元的邏輯狀態(tài)為“1”時，則表示相應(yīng)繼電器線圈得電，其動合觸點閉合，動斷觸點斷開。所以，內(nèi)部的這些繼電器稱之為“軟”繼電器。</p><p>　　FX2N-48MR編程元件的編號范圍與功能說明如下表所示</p><p&g

49、t;<b>　　2、編程語言</b></p><p>　　所謂程序編制，就是用戶根據(jù)控制對象的要求，利用PLC廠家提供的程序編制語言，將一個控制要求描述出來的過程。PLC最常用的編程語言是梯形圖語言和指令語句表語言，且兩者常常聯(lián)合使用。</p><p>　　梯形圖（語言）梯形圖是一種從繼電接觸控制電路圖演變而來的圖形語言。它是借助類似于繼電器的動合、動斷觸點、線圈以及

50、串、并聯(lián)等術(shù)語和符號，根據(jù)控制要求聯(lián)接而成的表示PLC輸入和輸出之間邏輯關(guān)系的圖形，直觀易懂。梯形圖中常用 圖形符號分別表示PLC編程元件的動斷和動合接點； 用 表示它們的線圈。梯形圖中編程元件的種類用圖形符號及標(biāo)注的字母或數(shù)加以區(qū)別。</p><p>　　梯形圖的設(shè)計應(yīng)注意到以下三點：</p><p>　?、偬菪螆D按從左到右、自上而下的順序排列。每一邏

51、輯行（或稱梯級）起始于左母線，然后是觸點的串、并聯(lián)接，最后是線圈與右母線相聯(lián)。</p><p>　?、谔菪螆D中每個梯級流過的不是物理電流，而是“概念電流”，從左流向右，其兩端沒有電源。這個“概念電流”只是用來形象地描述用戶程序執(zhí)行中應(yīng)滿足線圈接通的條件。</p><p>　　③輸入繼電器用于接收外部輸入信號，而不能由PLC內(nèi)部其它繼電器的觸點來驅(qū)動。因此，梯形圖中只出現(xiàn)輸入繼電器的觸點，而

52、不出現(xiàn)其線圈。輸出繼電器則輸出程序執(zhí)行結(jié)果給外部輸出設(shè)備，當(dāng)梯形圖中的輸出繼電器線圈得電時，就有信號輸出，但不是直接驅(qū)動輸出設(shè)備，而要通過輸出接口的繼電器、晶體管或晶閘管才能實現(xiàn)。輸出繼電器的觸點也可供內(nèi)部編程使用。</p><p><b>　　2）指令語句表</b></p><p>　　指令語句表是一種用指令助記符來編制PLC程序的語言，它類似于計算機的匯編語言，但

53、比匯編語言易懂易學(xué)，若干條指令組成的程序就是指令語句表。一條指令語句是由步序、指令語和作用器件編號三部分組成。</p><p>　　下例為PLC實現(xiàn)三相鼠籠電動機起/?？刂频膬煞N編程語言的表示方法：</p><p>　　KM Y000 步序 指令語 器件號</p><p>　　SS ST

54、 X000 X001 0 LD X000</p><p>　　KM Y000 1 OR Y000</p><p>　　2 ANI X001</p><p>　　(1)繼電接觸控制線路

55、圖 (2)梯形圖 3 OUT Y000</p><p>　　4 END</p><p>　　第四章 基本指令簡介</p><p><b>　　基本指令如表所示：</b></p><p>　　邏輯取及線圈驅(qū)動指令LD、LDI、OUT</p>&l

56、t;p>　　LD，取指令。表示一個與輸入母線相連的動合接點指令，即動合接點邏輯運算起始。</p><p>　　LDI，取反指令。表示一個與輸入母線相連的動斷接點指令，即動斷接點邏輯運算起始。</p><p>　　OUT，線圈驅(qū)動指令，也叫輸出指令。</p><p>　　LD、LDI兩條指令的目標(biāo)元件是X、Y、M、S、T、C，用于將接點接到母線上。也可以與后述的

57、ANB指令、ORB指令配合使用，在分支起點也可使用。</p><p>　　OUT是驅(qū)動線圈的輸出指令，它的目標(biāo)元件是Y、M、S、T、C。對輸入繼電器不能使用。OUT指令可以連續(xù)使用多次。</p><p>　　LD、LDI是一個程序步指令，這里的一個程序步即是一個字。OUT是多程序步指令，要視目標(biāo)元件而定。</p><p>　　OUT指令的目標(biāo)元件是定時器和計數(shù)器時，

58、必須設(shè)置常數(shù)K。</p><p>　　二、接點串聯(lián)指令A(yù)ND、ANI</p><p>　　AND，與指令。用于單個動合接點的串聯(lián)。</p><p>　　ANI，與非指令，用于單個動斷接點的串聯(lián)。</p><p>　　AND與ANI都是一個程序步指令，它們串聯(lián)接點的個數(shù)沒有限制，也就是說這兩條指令可以多次重復(fù)使用。這兩條指令的目標(biāo)元件為X、Y、

59、M、S、T、C。</p><p>　　OUT指令后，通過接點對其它線圖使用OUT指令稱為縱輸出或連續(xù)輸出。這種連續(xù)輸出如果順序沒錯，可以多次重復(fù)。</p><p>　　三、接點并聯(lián)指令OR、ORI</p><p>　　OR，或指令，用于單個動合接點的并聯(lián)。</p><p>　　ORI，或非指令，用于單個動斷接點的并聯(lián)。</p>

60、<p>　　OR與ORI指令都是一個程序步指令，它們的目標(biāo)元件是X、Y、M、S、T、C。這兩條指令都是一個接點。需要兩個以上接點串聯(lián)連接電路塊的并聯(lián)連接時，要用后述的ORB指令。</p><p>　　OR、ORI是從該指令的當(dāng)前步開始，對前面的LD、LDI指令并聯(lián)連接。并聯(lián)的次數(shù)無限制。</p><p>　　四、串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接指令ORB</p><p&g

61、t;　　兩個或兩個以上的接點串聯(lián)連接的電路叫串聯(lián)電路塊。串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時，分支開始用LD、LDI指令，分支結(jié)束用ORB指令。ORB指令與后述的ANB指令均為無目標(biāo)元件指令，而兩條無目標(biāo)元件指令的步長都為一個程序步。ORB有時也簡稱或塊指令。</p><p>　　ORB指令的使用方法有兩種：一種是在要并聯(lián)的每個串聯(lián)電路后加ORB指令；另一種是集中使用ORB指令。對于前者分散使用ORB指令時，并聯(lián)電路塊的個數(shù)沒有

62、限制，但對于后者集中使用ORB指令時，這種電路塊并聯(lián)的個數(shù)不能超過8個（即重復(fù)使用LD、LDI指令的次數(shù)限制在8次以下），所以不推薦用后者編程。</p><p>　　五、并聯(lián)電路的串聯(lián)連接指令A(yù)NB</p><p>　　兩個或兩個以上接點并聯(lián)電路稱為并聯(lián)電路塊，分支電路并聯(lián)電路塊與前面電路串聯(lián)連接時，使用ANB指令。分支的起點用LD、LDI指令，并聯(lián)電路結(jié)束后，使用ANB指令與前面電路串聯(lián)

63、。ANB指令也簡稱與塊指令，ANB也是無操作目標(biāo)元件，是一個程序步指令。</p><p>　　六、主控及主控復(fù)位指令MC、MCR</p><p>　　MC為主控指令，用于公共串聯(lián)接點的連接，MCR叫主控復(fù)位指令，即MC的復(fù)位指令。在編程時，經(jīng)常遇到多個線圈同時受到一個或一組接點控制。如果在每個線圈的控制電路中都串入同樣的接點，將多占用存儲單元，應(yīng)用主控指令可以解決這一問題。使用主控指令的接

64、點稱為主控接點，它在梯形圖中與一般的接點垂直。它們是與母線相連的常開接點，是控制一組電路的總開關(guān)。</p><p>　　MC指令是3程序步，MCR指令是2程序步，兩條指令的操作目標(biāo)元件是Y、M，但不允許使用特殊輔助繼電器M。</p><p>　　七、置位與復(fù)位指令SET、RST</p><p>　　SET為置位指令，使動作保持；RST為復(fù)位指令，使操作保持復(fù)位。SE

65、T指令的操作目標(biāo)元件為Y、M、S。而RST指令的操作元件為Y、M、S、D、V、Z、T、C。這兩條指令是1～3個程序步。用RST指令可以對定時器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存、變址寄存器的內(nèi)容清零。</p><p>　　八、脈沖輸出指令PLS、PLF</p><p>　　PLS指令在輸入信號上升沿產(chǎn)生脈沖輸出，而PLF在輸入信號下降沿產(chǎn)生脈沖輸出，這兩條指令都是2程序步，它們的目標(biāo)元件是Y和M，但特殊輔

66、助繼電器不能作目標(biāo)元件。使用PLS指令，元件Y、M僅在驅(qū)動輸入接通后的一個掃描周期內(nèi)動作（置1）。而使用PLF指令，元件Y、M僅在驅(qū)動輸入斷開后的一個掃描周期內(nèi)動作。</p><p>　　使用這兩條指令時，要特別注意目標(biāo)元件。例如，在驅(qū)動輸入接通時，PLC由運行到停機到運行，此時PLS M0動作，但PLS M600（斷電時，電池后備的輔助繼電器）不動作。這是因為M600是特殊保持繼電器，即使在斷電停機時其動作

67、也能保持。</p><p>　　九、空操作指令NOP</p><p>　　NOP指令是一條無動作、無目標(biāo)元件的1程序步指令。空操作指令使該步序作空操作。用NOP指令替代已寫入指令，可以改變電路。在程序中加入NOP指令，在改動或追加程序時可以減少步序號的改變。</p><p>　　十、程序結(jié)束指令END</p><p>　　END是一條無目標(biāo)元

68、件的1程序步指令。PLC反復(fù)進(jìn)行輸入處理、程序運算、輸出處理，若在程序最后寫入END指令，則END以后的程序就不再執(zhí)行，直接進(jìn)行輸出處理。在程序調(diào)試過程中，按段插入END指令，可以按順序擴大對各程序段動作的檢查。采用END指令將程序劃分為若干段，在確認(rèn)處于前面電路塊的動作正確無誤之后，依次刪去END指令。要注意的是在執(zhí)行END指令時，也刷新監(jiān)視時鐘。</p><p>　　第五章　電梯控制系統(tǒng)</p>

69、<p>　　5．1．1 ＰＬＣ在電梯控制中的應(yīng)用</p><p>　　傳統(tǒng)的電梯自動控制系統(tǒng)由繼電器控制組成，該控制系統(tǒng)具有故障多、可靠性差、工作壽命短、不易檢修等缺點。而控制系統(tǒng)的性能好壞決定了電梯運行的質(zhì)量。目前，隨著ＰＬＣ的普及和完善，以及ＰＬＣ本身所具有的高可靠性、易編程修改的特點，在電梯的控制系統(tǒng)應(yīng)用中取得了良好的效果。下面對三層樓電梯進(jìn)行ＰＬＣ控制。</p><p&g

70、t;<b>　　程序如下:</b></p><p>　　5.1.2電梯控制系統(tǒng)的模擬面板圖：</p><p>　　第六章 可編程控制器的安裝和維護(hù)</p><p>　　工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境條件一般是比較惡劣的，干擾源眾多。例如大功率用電設(shè)備的啟動或者停止引起電網(wǎng)電壓的波動形成低頻干擾；電焊機、電火花加工機床、電機的電刷等會產(chǎn)生高頻電火花干擾；各

71、種動力電源線會通過電磁耦合產(chǎn)生工頻干擾等等。這些干擾都會影響可編程控制器的正常工作。</p><p>　　盡管可編程控制器是專門在生產(chǎn)現(xiàn)場使用的控制裝置，在設(shè)計制造時已采取了很多措施，使它的環(huán)境適應(yīng)力比較強。但是為了確保整個系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，還是應(yīng)當(dāng)盡量使可編程控制器有良好的工作環(huán)境條件，并采取必要的抗干擾措施。</p><p>　　一、可編程控制器的安裝 </p><p

72、><b>　　安裝環(huán)境 </b></p><p>　　可編程控制器適用于大多數(shù)工業(yè)現(xiàn)場，但它對使用場合、環(huán)境溫度等還是有一定要求的?？刂瓶删幊炭刂破鞯墓ぷ鳝h(huán)境可以有效地提高它的工作效率和使用壽命。在安裝可編程控制器時要避開下列場所：</p><p>　　*環(huán)境溫度超過0～55℃的范圍。</p><p>　　*相對濕度超過85%或者存在露水

73、凝聚（有溫度突變或其他因素所引起的）。</p><p><b>　　*太陽光直接照射。</b></p><p>　　*有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。</p><p>　　*有大量鐵屑及灰塵。</p><p>　　*頻繁或連續(xù)的振動，振動頻率為10～55Hz，幅度為0.5mm（峰—峰）。</p>

74、<p>　　*超過10g（重力加速度）的沖擊。</p><p>　　小型可編程控制器外殼的四個角上均有安裝孔，有兩種安裝方法，一種是用螺釘固定，不同的單元有不同的安裝尺寸。另一種是DIN（德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）軌道固定，DIN軌道配套使用的安裝夾板左右各一對，在軌道上先裝好左右夾板，裝上可編程控制器，然后擰緊螺絲。為了使控制系統(tǒng)工作可靠，通常把可編程控制器安裝在有保護(hù)外殼的控制柜中，以防止灰塵、油污水濺；為了保

75、證可編程控制器在工作狀態(tài)下其溫度保持在規(guī)定環(huán)境溫度范圍內(nèi)，安裝機器應(yīng)有足夠的通風(fēng)空間、基本單元和擴展單元之間要有30mm以上間隔。如果周圍環(huán)境超過55℃，要安裝電風(fēng)扇強迫通風(fēng)。</p><p>　　為了避免其它外圍設(shè)備的電干擾，可編程控制器應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離高壓電源線和高壓設(shè)備，可編程控制器與高壓設(shè)備和電源線之間應(yīng)留出至少200mm的距離。</p><p>　　當(dāng)可編程控制器垂直安裝時，要嚴(yán)防導(dǎo)

76、線頭、鐵灰塵等臟物從通風(fēng)窗掉入可編程控制器內(nèi)部以及導(dǎo)線頭等臟物會損壞可編程控制器印制電路板，使其不能正常工作。</p><p><b>　　二、接線</b></p><p><b>　　電源</b></p><p>　　PLC的供電電源為50Hz、220V±10%交流市電。</p><p>

77、;　　FX系列可編程控制器有直流24V輸出接線端，該接線端可為輸入傳感器（如光電開關(guān)或接近開關(guān)）提供直流24V電源。</p><p>　　如果電源發(fā)生故障，中斷時間少于10ms，可編程控制器工作不受影響。若電源中斷超過10ms或電源下降超過允許值，則可編程控制器停止工作，所有的輸出點均同時斷開。當(dāng)電源恢復(fù)時，若RUN輸入接通，則操作自動進(jìn)行。</p><p>　　對于電源線來的干擾，可編程

78、控制器本身具有足夠的抵制能力。如果電源干擾特別嚴(yán)重，可以安裝一個變比為1:1的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。</p><p><b>　　三、接地</b></p><p>　　良好的接地是保證可編程控制器可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。接地線與機器的接地端相接，基本單元接地，如果要用擴展單元，其接地點應(yīng)與基本單元的接地點接在一起。</

79、p><p>　　為了抑制附加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應(yīng)給可編程控制器接以專用地線，接地點應(yīng)與動力設(shè)備（如電動機）的接地點分開。若達(dá)不到這種要求，則也必須做到與其它設(shè)備公共接地，禁止與其它設(shè)備串聯(lián)接地。接地點應(yīng)盡可能靠近可編程控制器。</p><p>　　四、直流24V接線端</p><p>　　使用無源觸點的輸入器件時，可編程控制器內(nèi)部24V電源通過輸入器件向輸入

80、端提供每點7mA的電流。</p><p>　　可編程控制器上的24V接線端子還可以向外部傳感器（如接近開關(guān)或光電開關(guān)）提供電流。24V端子作傳感器電源時，COM端子是直流24V地端，即0V端。如果采用擴展單元，則應(yīng)將基本單元和擴展單元的24V端連接起來。另外，任何外部電源都不能接到這個端子。</p><p>　　如果有過載現(xiàn)象發(fā)生，電壓將自動跌落，該點輸入對可編程控制器不起作用。</

81、p><p>　　每種型號的可編程控制器其輸入點數(shù)量是有規(guī)定的。對每一個尚未使用的輸入點，它不耗電，因此在這種情況下24V電源端子外供電流的能力可以增加。</p><p>　　FX系列可編程控制器的空位端子在任何情況下都不能使用。</p><p><b>　　五、輸入接線</b></p><p>　　可編程控制器一般接受行程開

82、關(guān)、限位開關(guān)等輸入的開關(guān)量信號。輸入接線端子是可編程控制器與外部傳感器負(fù)載轉(zhuǎn)換信號的端口，輸入接線一般指外部傳感器與輸入端口的接線。</p><p>　　輸入器件可以是任何無源的觸點或集電極開路的NPN管。輸入器件接通時，輸入端接通，輸入線路閉合，同時輸入指示的發(fā)光二極管亮。</p><p>　　輸入端的一次電路與二次電路之間采用光電耦合隔離。二次電路帶R-C濾波器，以防止由于輸入觸點抖動

83、或從輸入線路串入的電噪聲引起可編程控制器的誤動作。</p><p>　　若在輸入觸點電路串聯(lián)二極管，在串聯(lián)二極管上的電壓應(yīng)小于4V。若使用帶發(fā)光二極管的舌簧開關(guān)時，串聯(lián)二極管的數(shù)目不能超過兩只。</p><p>　　輸入接線還應(yīng)特別注意：</p><p>　?。?）輸入接線一般不要超過30m，但如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時，輸入接線可適當(dāng)長些。</p>

84、<p>　?。?）輸入、輸出線不能用同一根電纜。輸入、輸出線要分開走。</p><p>　　（3）可編程控制器所能接受的脈沖信號的寬度應(yīng)大于掃描周期的時間。</p><p><b>　　六、輸出接線：</b></p><p>　?。?）可編程控制器有繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出三種形式。</p><p&g

85、t;　　（2）輸出端接線分為獨立輸出和公共輸出。當(dāng)可編程控制器的輸出繼電器或晶閘管動作時，同一號碼的兩個輸出端接通。在不同組中可采用不同類型和電壓等級的輸出電壓。但在同一組中的輸出，只能用同一類型、同一電壓等級的電源。</p><p>　?。?）由于可編程控制器的輸出元件被封裝在印制電路板上，并且聯(lián)接至端子板，若將連接輸出元件的負(fù)載短路，將燒毀印制電路板，因此應(yīng)用熔絲保護(hù)輸出元件。</p><

86、p>　　（4）采用繼電器輸出時承受的電感性負(fù)載大小影響到繼電器的工作壽命，因繼電器的工作壽命要求要長。</p><p>　?。?）可編程控制器的輸出負(fù)載可能產(chǎn)生噪聲干擾，因此要采取措施加以抑制。</p><p>　　此外，對于能使用戶造成傷害的危險負(fù)載，除了在控制程序中加以考慮之外，應(yīng)設(shè)計外部緊急停車電路，使得可編程控制器發(fā)生故障時，能將引起傷害的負(fù)載電源切斷。</p>

87、<p>　　交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜，輸出線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線和動力線，避免并行。</p><p>　　附錄1 功能指令簡表</p><p><b>　　第七章 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、楊長能，張興顏編著.可編程序控制器(PC)基礎(chǔ)及應(yīng)用。重慶大學(xué)出版社，1992</p><p&g